射频电路基础.ppt

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1、射频电路基础2003年10月10/6/20211第二部分有源器件和微波放大器一、微波有源器件二、等效网络与S参数三、匹配电路四、微波放大器10/6/20212一、微波有源器件1、高频BJT2、MESFET3、HEMT10/6/202131、高频BJT叉指结构10/6/20214BJT的偏置和输入输出特性10/6/20215过渡（特征）频率与集电极电流的关系10/6/20216温度特性10/6/20217温度特性10/6/20218温度特性10/6/20219热等效电路10/6/202110大信号模型10/6/202111小信号混合模型10/6

2、/202112小信号模型10/6/2021132、MESFET10/6/202114转移和输出特性10/6/202115最大输出特性10/6/202116电路模型10/6/202117小信号模型10/6/2021183、HEMT器件10/6/202119输出特性10/6/202120二、等效网络与S参数1、等效网络参数2、S参数3、微波器件的S参数10/6/2021211、等效网络参数Z、S外部等效参数：变量：电压、电流参数：阻抗、导纳10/6/202122Y参数10/6/202123S参数S参数的变量：入射波、反射波电路参数：反射系数入(反

3、)射波表示入(反)射电压电流除特性阻抗的平方根反射系数表示反射波除入射波10/6/202124S参数与Z参数的关系10/6/202125S矩阵定义注意：a1=0或a2=0表示另一口没有反射波进入网络，即匹配条件。S参数的优点：特别适合于计算微波的匹配问题，波长与电路长度相当；因为在传输线上阻抗是变化的，而反射系数是不变的；通常微波器件给出S参数。10/6/202126例3dB衰减器二端50Ω匹配S11＝S22＝010/6/202127Z参数与S参数的转换10/6/20212810/6/202129S参数的测量10/6/2021302、阻抗匹配

4、网络当接入ZL时，Z1＝Zs或接入Zs时，Z2＝ZL10/6/202131分立元件匹配网络的8种电路结构10/6/202132例：设计L型匹配网络的解析方法设发射机输出阻抗和天线输入阻抗为采用LC匹配网络如图，匹配方法是当接上ZT时，ZM＝ZA10/6/20213310/6/202134匹配禁区、频率响应以及品质因素匹配禁区：二个元件的L型匹配网络不能匹配任意阻抗，要根据阻抗比决定。8种电路中二种以上可用。频率响应：分为高通或低通，如图示。10/6/202135频率响应10/6/202136品质因素有载品质因素：f=1GHzCT包括了负载电容

5、成分10/6/202137不同匹配电路的频率响应10/6/202138T型和π型匹配网络采用三元件的匹配电路，可以匹配任何阻抗值，其分析方法、频率响应与两元件类似。基本形式有二种T型或π型。10/6/202139T型和π型匹配网络10/6/2021403、微波放大器（1）微波放大器的主要指标增益及增益平坦度（dB）工作频率及带宽（单位：Hz）输出功率（单位：dBm）直流输入功率（单位：V和A）输入输出反射系数（VSWR）噪声系数（dB）10/6/202141放大器设计要点频率特性与匹配特性；输出功率；噪声系数：LNA器件的选择：频率、功率、增

6、益、噪声。匹配电路的设计（频率、匹配特性，线性电路）线性设计，器件性能＋线性化（非线性电路）噪声系数，器件性能＋噪声匹配（线性电路）10/6/202142（2）放大器的等效电路匹配设计10/6/202143（3）放大器的级联当一级放大器的增益不够时，采用多级级联。要注意：每级间的匹配，频率响应满足线性要求；10/6/202144（4）、放大器的输出功率与线性10/6/202145三阶交调与1dB压缩点的关系10/6/202146非线性的测量：交调特性放大器的三阶交调：10/6/202147频谱扩散－非线性信道的影响经过放大器后，噪声增加了，非

7、线性产生频谱扩散，如图示。10/6/202148（5）微波功率合成技术10/6/202149